JP4178393B2

JP4178393B2 - キャリア検出方法、端末装置

Info

Publication number: JP4178393B2
Application number: JP2003100361A
Authority: JP
Inventors: めぐみ清水; 知裕菊間
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2003-04-03
Filing date: 2003-04-03
Publication date: 2008-11-12
Anticipated expiration: 2023-04-03
Also published as: JP2004312159A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バースト信号伝送システムにおけるキャリア検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線アクセス方式として、ＣＳＭＡ／ＣＡ（ＣａｒｒｉｅｒＳｅｎｓｅＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓｗｉｔｈＣｏｌｌｉｓｉｏｎＡｖｏｉｄａｎｃｅ）方式を採用する無線ＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）等のバースト信号伝送システムでは、基地局は、同時刻に、その基地局に属する端末群の中の1つの端末とのみ通信をすることができる。このようなシステムでは、通常、基地局は、その基地局に属する端末群に対して回線確立時に個々の端末に識別情報を与えている。そして、基地局がその基地局に属する端末群の中の１つの端末に対してバースト信号を送信する際には、その端末に対する識別情報をバースト信号の先頭に付加して送信する。全ての端末は、基地局から送信されたバースト信号に対して、受信信号レベルを測定し、測定値と予め設定された判定閾値（以下、キャリア検出閾値と呼ぶ）を比較する。測定値がキャリア検出判定閾値を上回ると、キャリアは検出されたものと判断して、復調動作を開始する。一方、測定値がキャリア検出閾値を下回ると、キャリアは検出されないものと判断して、復調動作を停止する。これらを式で表すと次のようになる。
【０００３】
（キャリア検出条件）
ＲＳＳＩ≧Ｔｈ＿ＣＳ・・・（１）
（キャリア不検出条件）
ＲＳＳＩ＜Ｔｈ＿ＣＳ・・・（２）。
【０００４】
式（１）、（２）において、ＲＳＳＩは受信機における受信電力の測定値を表し、Ｔｈ＿ＣＳはキャリア検出閾値を表す。
【０００５】
以上のキャリア検出を行うことで、キャリアが検出されないときは、不必要な復調動作を省略するため、受信機の低消費電力化が図れる。ここで、キャリア検出閾値Ｔｈ＿ＣＳを高く設定すると、キャリア検出確率は減少するため、本来復調可能な受信信号レベルであっても、キャリアを検出しない確率が増加し、通信効率が劣化する。一方、キャリア検出判定閾値Ｔｈ＿ＣＳを低くすると、受信雑音電力、および、他のキャリアからの干渉電力を検出する確率が増加して、不必要なキャリア検出を行う確率が増加し、受信機の不必要な消費電力が増加して、バッテリーの有効時間が減少する問題が生じる。以上のことから、キャリア検出閾値Ｔｈ＿ＣＳは通信効率、消費電力量を考慮した、最適値を設定することが望ましい。
【０００６】
判定閾値の最適化方法に関する従来技術としては、キャリアを検出していない状態で予めＲＳＳＩ信号を保持しておき、このＲＳＳＩ信号に基づいてキャリア検出閾値Ｔｈ＿ＣＳを適応的に設定する方法が挙げられる（特許文献１参照）。式（１）を満足し、キャリア検出と判断された端末は、受信信号の復調処理を開始し、バースト信号の先頭に付加された端末識別情報により、そのバースト信号が自分宛てのものか否かを判定する。自分宛ての場合は、引き続きバースト信号の識別情報以降のデ−タの復調動作を行い、自分宛てではない場合は、バースト信号の識別情報以降のデ−タの復調動作を停止する。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−１５６６６６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術においては、端末が干渉信号のみを受信した際にもＲＳＳＩが式（１）を満足した時点で、バースト信号の端末識別情報までの復調動作を行ってしまう。そのため、不必要な復調回路の動作により消費電力が増大し、バッテリーの有効時間を低減させる問題を有していた。また、不必要な復調回路の処理時間の増加はシステムの通信効率を低減させる問題も有していた。
【０００９】
本発明の目的は、受信機における受信電力の測定値がキャリア検出閾値を超えたとしても、端末が干渉信号のみを受信した場合には復調動作を行わないようにするキャリア検出方法を提供することにある。
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、所定の閾値を超える大きさの受信信号が検出さると、受信信号の復調が開始され、受信信号の大きさが所定の範囲になければ、復調が停止されるキャリア検出方法において、復調を停止させなかった受信信号の大きさと到来確率を、所定の範囲の決定に反映させることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１を参照すると、本発明の一実施形態のバースト信号伝送システムの構成図が示されている。端末２０および端末２１は、セル３０を構成する基地局１０に属している。基地局１０から端末２０および端末２１に対して送信される個別情報バースト信号を各々、個別情報バースト信号４０、個別情報バースト信号４１とする。
【００１４】
以下、個別情報バースト信号に対する端末２０および端末２１の復調動作について述べる。例として、基地局１０が端末２０に対して個別情報バースト信号４０を送信した場合を考える。この場合、端末２０および端末２１における個別情報バースト信号４０の復調は、まず、個別情報バースト信号４０に対するＲＳＳＩが式（１）を満足した場合に、端末２０および端末２１は復調動作を開始し、個別情報バースト信号の先頭に付加された端末識別情報により、どの端末宛ての個別情報バースト信号なのかを識別する。上の例では、個別情報バースト信号４０は端末２０宛てであるので、端末２０では、個別情報バースト信号４０に対して、端末識別情報以降のデ−タの復調を行う。一方で、個別情報バースト信号４０は端末２１宛てではないので、端末２１では、端末識別情報以降のデ−タの復調動作を行わない。
【００１５】
一方、本実施形態のバースト信号伝送システムでは、基地局１０は同報情報バースト信号５０を一定時間間隔で送信する。同報情報バースト信号５０は、基地局１０に属する端末２０および端末２１に対して同報されるため、端末２０および端末２１は同報情報バースト信号５０を復調する。端末２０および端末２１における同報情報バースト信号５０の復調は、同報情報バースト信号５０に対するＲＳＳＩが式（１）を満足した場合に、復調動作を開始し、同報情報バースト信号５０の先頭に付加された端末識別情報より、同報情報バースト信号であることを判別し、端末２０および端末２１ともに同報情報バースト信号５０の先頭に付加された端末識別情報以降のデ−タを復調する。
【００１６】
次に、本実施形態のバースト信号伝送システムに対する、端末でのキャリア検出方法の基本概念について説明する。
【００１７】
まず、端末は、式（１）を満足した時点でのＲＳＳＩを保持し、この保持したＲＳＳＩをＲＳＳＩ＿ｓｔａとする。その後、個別情報バースト信号および同報情報バースト信号の端末識別情報から、受信したバースト信号が、その端末の属している基地局からの信号であるか否かを識別し、その端末の属している基地局からの信号である場合には、保持したＲＳＳＩからＲＳＳＩ＿ｓｔａを設定した情報をもとに、端末は次回から受信するバースト信号の復調動作の開始／停止を判定するＲＳＳＩ範囲を次式のように設定する。
【００１８】
ＲＳＳＩ＿ｓｔａ−Ｔｈ＿ｗｉｎ／２＜ＲＳＳＩ＜ＲＳＳＩ＿ｓｔａ＋Ｔｈ＿ｗｉｎ／２・・・（３）。
【００１９】
ここで、Ｔｈ＿ｗｉｎはＲＳＳＩ範囲を決める設定値である。また、式（１）および式（２）におけるＴｈ＿ＣＳと、式（３）におけるＲＳＳＩ＿ｓｔａおよびＴｈ＿ｗｉｎの関係は、次式を満足するものとする。
【００２０】
Ｔｈ＿ＣＳ＜ＲＳＳＩ＿ｓｔａ−Ｔｈ＿ｗｉｎ／２＜ＲＳＳＩ＿ｓｔａ＜ＲＳＳＩ＿ｓｔａ＋Ｔｈ＿ｗｉｎ／２・・・（４）。
【００２１】
端末は、受信したＲＳＳＩが式（３）を満足した時に、復調動作を開始し、式（３）を満足しない場合は、復調動作を停止する。本実施形態の根幹をなすのは、受信信号のＲＳＳＩが、式（３）で示される範囲内か否かを判定することで、受信するバースト信号の復調動作の開始または停止を判定することにある。
【００２２】
図２を参照すると、本実施形態のキャリア検出方法の処理の流れを示すフローチャートが示されている。
【００２３】
ステップ１００で、端末と基地局の間の通信回線を確立する。回線確立時点では、式（３）におけるＲＳＳＩ＿ｓｔａおよびＴｈ＿ｗｉｎの初期値が設定されているものとする。
【００２４】
ステップ１０１で、端末はＲＳＳＩを測定する。ステップ１０２で、ＲＳＳＩが式（１）の条件式を満足するか否かを判定する。ＲＳＳＩが式（１）の条件式を満足した場合、ステップ１０３で、キャリアを検出したと判断し、ステップ１０１で測定したＲＳＳＩを保持する。ＲＳＳＩが式（１）の条件式を満足しない場合は、キャリア不検出と判断して、ステップ１０１に戻る。
【００２５】
ステップ１３０で、端末は式（３）の条件判定を行う。ステップ１０１で保持したＲＳＳＩが式（３）の条件を満足した場合、ステップ１２０で、復調動作を開始し、式（３）の条件を満足しない場合は、ステップ１２１で復調動作を停止し、ステップ１０１に戻る。
【００２６】
ステップ１２０の後、ステップ１０４で、復調により得たバースト信号の端末識別情報から、受信したバースト信号がその端末の属する基地局から送信されたものか否かを判定する。ステップ１０４で受信したバースト信号がその端末の属する基地局から送信されたものではないと判断した場合、ステップ１２３で復調動作を停止し、ステップ１０１に戻る。ステップ１０４で受信したバースト信号がその端末の属する基地局から送信されたものと判断した場合、ステップ１０５で、式（３）におけるＲＳＳＩ＿ｓｔａを、ステップ１０３で保持したＲＳＳＩを用いて更新する。
【００２７】
ステップ１０５におけるＲＳＳＩ＿ｓｔａの設定は、例えば、次式で示すような伝達関数を持つ重み付けフィルタにより、過去のＲＳＳＩ＿ｓｔａを重み付け平均することで、ＲＳＳＩ＿ｓｔａの設定精度を向上させてもよい。
【００２８】
ＲＳＳＩ＿ｓｔａ．ａｖｇ（ｎ）＝Ｗ×ＲＳＳＩ＿ｓｔａ．ａｖｇ（ｎ−１）＋（１−Ｗ）×ＲＳＳＩ＿ｓｔａ（ｎ）・・・（５）。
【００２９】
ここで、ＲＳＳＩ＿ｓｔａ．ａｖｇ（ｎ）、ＲＳＳＩ＿ｓｔａ（ｎ）は各々、時刻ｎにおける重み付けフィルタの出力と入力を表す。また、Ｗは０〜１の範囲をとる重み付け係数である。式（５）で表される重み付けフィルタを用いた場合は、ＲＳＳＩ＿ｓｔａ．ａｖｇ（ｎ）が、時刻ｎでの式（３）におけるＲＳＳＩ＿ｓｔａに対応する。
【００３０】
ステップ１０５の後、ステップ１０６で、基地局より一定時間間隔で送信される同報情報バースト信号を高い確率で受信できているか否かを判定する。ステップ１０６である確率以上で受信できている場合は、ステップ１０７で、式（３）におけるＴｈ＿ｗｉｎを小さくし、ある確率以上で受信できていない場合は、ステップ１０８で、式（３）におけるＴｈ＿ｗｉｎを大きくする。
【００３１】
ステップ１０７またはステップ１０８の処理が完了した後は、ステップ１０１に戻る。図２に示す処理は、端末が回線確立を解除するまで行われる。
【００３２】
次に、本実施形態のキャリア検出方法を実現する端末の構成について説明する。
【００３３】
図３を参照すると、本実施形態の端末の受信部の構成が示されている。端末は、アンテナで受信した信号（受信信号）に対して、受信フィルタ３００でその端末が通信で使用している帯域の信号を抽出する。ＲＳＳＩ測定部３０１では、受信フィルタ３００の出力を受け、受信信号レベル（ＲＳＳＩ）を算出する。キャリア検出部Ａ３０２では、ＲＳＳＩ測定部３０１で算出したＲＳＳＩに対して、式（１）の条件を満足するか否かを判定し、式（１）を満足した場合は、ＲＳＳＩ測定部３０１で測定したＲＳＳＩをＲＳＳＩ＿ｓｔａ算出部３０４に通知し、復調部３０３に復調動作の開始を通知する。一方、キャリア検出部Ａ３０２において、式（１）の条件を満足しない場合は、復調部３０３に復調動作の停止を通知する。復調部３０３は、受信信号のデ−タ復調を行う。
【００３４】
基地局情報識別部３０５では、復調部３０３で復調された基地局情報より、端末の受信した信号を送信した基地局が、その端末の属する基地局であるか否かの判定を行う。基地局情報識別部３０５において、端末の受信した信号を送信した基地局が、その端末の属する基地局であれば、ＲＳＳＩ＿ｓｔａ算出部３０４に通知し、端末の受信した信号を送信した基地局が、その端末の属する基地局でなければ、復調部３０３に復調動作の停止を通知する。ＲＳＳＩ＿ｓｔａ算出部３０４では、基地局情報識別部３０５から、端末が受信した信号を送信した基地局が、その端末の属する基地局であるという通知を受けた場合、キャリア検出部Ａ３０２で用いたＲＳＳＩ測定部３０１におけるＲＳＳＩを用いて、式（３）におけるＲＳＳＩ＿ｓｔａを算出/更新する。
【００３５】
ウインドウ設定部３０６は、基地局情報識別部３０５から、端末の属する基地局から送信される同報情報バースト信号の受信通知を受け、その情報を用いて式（３）で示されるＴｈ＿ｗｉｎの設定を行うと共に、ＲＳＳＩ＿ｓｔａ算出部３０４より、ＲＳＳＩ＿ｓｔａ値を受け、式（３）で示されるＲＳＳＩ範囲を設定する。
【００３６】
キャリア検出部Ｂ３０７では、ＲＳＳＩ測定部３０１より、ＲＳＳＩの測定値を受信し、このＲＳＳＩ測定値が式（３）を満足するか否かを判定する。キャリア検出部Ｂ３０７において、ＲＳＳＩ測定部３０１より受信したＲＳＳＩの測定値が式（３）を満足した場合は、復調部３０３に復調動作の開始を通知し、式（３）を満足しない場合は、復調部３０３に復調動作の停止を通知する。
【００３７】
本実施形態の根幹をなす部分は、式（３）で示されるＲＳＳＩ範囲を設定することにより、受信するバースト信号の復調動作の開始または停止を判定することにある。
【００３８】
次に、図４を用いて、本実施形態の作用の説明を行う。
【００３９】
図４は、端末とその端末が属する基地局との距離Ｒの対数値（Ｌｏｇ表示）とＲＳＳＩの一般的な関係を示したものである。図４より、端末と基地局の距離Ｒと、ＲＳＳＩの関係は１対１に対応し、端末と基地局の距離Ｒが大きくなるほど、ＲＳＳＩが減少することがわかる。
【００４０】
例として、Ｌｏｇ（Ｒ）＝Ｒｘとした場合を考え、このときのＲＳＳＩをＲＳＳＩ＿ｘとする。この場合、端末が実際に受信したＲＳＳＩとＲＳＳＩ＿ｘの誤差（図４の誤差Ｅｒ）が大きくなるほど、基地局から受信する信号ではなくなる可能性が高くなるといえる。これは、測定したＲＳＳＩがその端末が属する基地局以外から到来する干渉信号を受信している確率が高くなると言い換えることができる。干渉信号は端末にとっては通信妨害信号となるため、干渉信号を受信する端末は不必要な復調動作を強いられてしまう。したがって、端末が干渉信号を受信している確率が高くなれば、その端末が不必要な復調動作をする確率が高くなる。
【００４１】
本実施形態では、式（３）におけるＲＳＳＩ＿ｓｔａを算出することで、上記ＲＳＳＩ＿ｘを推定し、その許容誤差を式（３）におけるＴｈ＿ｗｉｎで設定することで、許容誤差以上のＲＳＳＩとなる信号に対しては復調動作を停止させることで、上述したような端末に不必要な復調動作をさせる確率を低減させる作用がある。また、式（３）におけるＲＳＳＩ＿ｓｔａ設定を過去の情報に基づいて適応的に平均化することにより、ＲＳＳＩ＿ｓｔａの推定精度を向上させることで、端末に不必要な復調動作をさせる確率をさらに低減させる作用がある。また、同報情報バースト信号の受信成功確率に応じて、式（３）におけるＴｈ＿ｗｉｎを適応的に可変とすることで、基地局からの受信信号を受信する確率が高い場合は、式（３）におけるＲＳＳＩ範囲を狭めることで、干渉電力の受信確率を低減させ、基地局からの受信信号を受信する確率が低い場合は、式（３）におけるＲＳＳＩ範囲を広げることで、基地局からの受信信号を受信しない確率を低減させて通信効率を向上させる作用がある。また、式（３）におけるＲＳＳＩ＿ｓｔａおよびＴｈ＿ｗｉｎを適応的に制御することは、端末とその端末に属する基地局の間の伝搬モデルに依存しない制御が可能となる作用がある。
【００４２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、従来技術における式（１）のみを用いたキャリア検出方法と比較して、端末が干渉信号を受信した際の不必要な復調動作を低減させる確率を高くすることができるので、端末の低消費電力化および通信効率を向上させる効果がある。また、式（３）におけるＲＳＳＩ＿ｓｔａおよびＴｈ＿ｗｉｎを適応的に制御することで、端末とその端末の属する基地局の間の伝搬モデルに依存しない自律的制御が可能となるので、ＲＳＳＩ＿ｓｔａおよびＴｈ＿ｗｉｎの設定値を固定とした場合と比較して、設定値の最適設計の工数が少なくすむ効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のバースト信号伝送システムの構成を示す図である。
【図２】本実施形態のキャリア検出方法の処理の流れ示すフローチャートである。
【図３】本実施形態の端末の受信器構成を示す図である。
【図４】端末と端末の属する基地局の間の距離Ｒの対数値（Ｌｏｇ）とＲＳＳＩの一般的な関係を示したものである。
【符号の説明】
１０基地局
２０、２１端末
３０セル
４０、４１個別情報バースト信号
５０同報情報バースト信号
６０、６１干渉信号
１０１〜１２３ステップ
３００受信フィルタ
３０１ＲＳＳＩ測定部
３０２キャリア検出部Ａ
３０３復調部
３０４ＲＳＳＩ＿ｓｔａ算出部
３０５基地局情報検出部
３０６ウインドウ設定部
３０７キャリア検出部Ｂ

Claims

所定の閾値を超える大きさの受信信号が検出されると、該受信信号の復調が開始され、前記受信信号の大きさが所定の範囲になければ、前記復調が停止されるキャリア検出方法において、
復調を停止させなかった受信信号の大きさと到来確率を、前記所定の範囲の決定に反映させることを特徴とするキャリア検出方法。
所定の閾値を超える大きさの受信信号を検出すると、該受信信号の復調を開始する手段と、前記受信信号の大きさが所定の範囲になければ、前記復調を停止する手段と、を有する端末装置において、
復調を停止させなかった受信信号の大きさと到来確率を、前記所定の範囲の決定に反映させる手段をさらに有することを特徴とする端末装置。